VOD精煉渣對超純鐵素體不銹鋼中夾雜物的影響.pdf

1、超純鐵素體不銹鋼是指Cr含量11％～30％，w[C+N]總含量小于150ppm，使用狀態(tài)下組織結(jié)構(gòu)以鐵素體為主的Fe-Cr或Fe-Cr-Mo合金，具有優(yōu)良的耐均勻腐蝕和局部腐蝕性能。超純鐵素體不銹鋼中的夾雜物主要是Al2O3、 TiOx、TiN及以MgO·Al2O3和TiOx為核心析出的復(fù)合夾雜物，鋼中大顆粒夾雜及MgO·Al2O3尖晶石類夾雜物對產(chǎn)品的表面質(zhì)量產(chǎn)生不利影響，降低產(chǎn)品的使用性能。VOD精煉過程中，精煉渣有利于脫氧脫硫，且

2、能夠吸收鋼中夾雜物，提高鋼的純凈度。因此，研究精煉渣的物化性能，探討其對鐵素體不銹鋼中夾雜物的影響，為開發(fā)高質(zhì)量的精煉渣及提高VOD精煉效果、穩(wěn)定生產(chǎn)工藝提供理論依據(jù)。
　　本文對CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2五元渣系的物化性能進(jìn)行了研究，采用差示掃描量熱法(DSC)測定了CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2五元預(yù)熔精煉渣的開始熔化溫度、完全熔化溫度及熔化熱焓，得出具有良好物化性能的精煉渣成分為:w(Ca

3、O)/w(SiO2)=3.5，20％ Al2O3，10％ MgO，5％ CaF2。根據(jù)熱力學(xué)原理計算了精煉渣的脫硫能力及精煉渣對Al脫氧的效果，隨著精煉渣中Al2O3活度降低，鋼液中[O]含量越小，Al對超純鐵素體不銹鋼的脫氧效果越好，精煉渣的脫硫能力也越強(qiáng)。
　　本文在研究五元精煉渣物化性能的基礎(chǔ)上，調(diào)整精煉渣的成分，在MoSi2管式高溫電阻爐內(nèi)對鐵素體不銹鋼的脫氧、合金化過程進(jìn)行了精煉渣與鋼的平衡實驗，分析了精煉渣成分對夾雜物

4、數(shù)量、成分、形貌及尺寸的影響。
　　鈦穩(wěn)定化的445J1M鐵素體不銹鋼脫氧終點試樣中主要夾雜物為MgO·Al2O3夾雜物;Ti合金化后夾雜物主要類型為MgO·Al2O3-TiOx及Al2O3-TiN;鈣處理后，夾雜物為球形的MgO·Al2O3-CaO及Al2O3-SiO2-CaO和TiOx、TiN的復(fù)合夾雜物。隨著精煉渣堿度由2.5增加到4時，試樣中單位面積內(nèi)夾雜物數(shù)量減小，夾雜物的平均粒徑增大。精煉渣R=3.5，Al2O3從20

5、％降到15％時，夾雜物的平均粒徑尺寸由1.356μm降到1.317μm，降低精煉渣中Al2O3有利于大顆粒夾雜的減少。
　　成分為R=3.5，20％ Al2O3，10％ MgO，5％CaF2的精煉渣與445J1M鐵素體不銹鋼平衡實驗的試樣中單位面積內(nèi)夾雜物數(shù)量少，且夾雜物尺寸大部分分布在1～2μm內(nèi)，可得出優(yōu)化后的精煉渣有利于減小445J1M鐵素體不銹鋼中夾雜物的數(shù)量及尺寸，能很好地去除較大顆粒的夾雜物。
　　本工作還實驗研

6、究了精煉渣對不含鈦的444鐵素體不銹鋼中夾雜物的影響。加入Si-Al脫氧合金后，鋼液中全氧含量大幅降低，脫氧終點試樣T.[O]含量范圍為63ppm-74ppm。提高精煉渣堿度，降低渣中Al2O3的活度，有利于降低鋼中T.[O]含量，這與熱力學(xué)計算結(jié)果相一致。
　　加入脫氧合金后，脫氧過程試樣中的夾雜物為Al2O3、MgO·Al2O3及含有少量SiO2、MnO等復(fù)合夾雜物。鈣處理后，試樣中主要為球形的MgO·Al2O3-CaO夾雜物

7、。精煉渣堿度增加，精煉過程試樣中單位面積夾雜物的數(shù)量減小，且平均面積夾雜物含量也減小。渣中Al2O3含量降低時，夾雜物平均粒徑也降低，渣中初始Al2O3含量越低，越有利于大顆粒夾雜的吸收。隨著精煉渣中MgO與Al2O3的活度比log[αMgO/αAl2O3]的增加，MgO·Al2O3尖晶石夾雜物中MgO與Al2O3的摩爾比log[XMgO/XAl2O3]也隨之增加。
　　通過對試樣中夾雜物粒徑的變化以及單位面積夾雜物個數(shù)、平均面積